DE102004048993A1 - Method for controlling a railway system has trackside sensors to monitor the braking and acceleration and determine the grip of the track wheels in order to set the optimum braking and acceleration programmes - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein System und Verfahren zur Steuerung von schienengebundenen Fahrzeugen mittels einer Steuerzentrale entsprechend des vorherrschenden Zustands des Fahrwegs, insbesondere des verfügbaren Reibwertes, gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 11.The The invention relates to a system and method for controlling rail-bound Vehicles by means of a control center according to the prevailing Condition of the track, in particular the available coefficient of friction, according to the preambles the claims 1 and 11.
Systeme und Verfahren zur halbautomatischen oder automatischen Steuerung und Überwachung von schienengebundenen Fahrzeugen sind bekannt. Dabei bewegen sich die Züge auf Fahrstrecken, welche zu einer Steuerzentrale, z.B. einem Stellwerk, gehören, und von diesem über entsprechende Streckengeräte die Freigabe der Fahrstrecke erhalten. Weiterhin wird von diesen Systemen die Fahrgeschwindigkeit überwacht und bei Erkennung möglicher kritischer Situationen das Fahrzeug angehalten. Insbesondere sind Zugüberwachungssysteme für den automatischen Zugbetrieb bekannt, der auch fahrerlos betrieben werden kann. Die Zugüberwachungssysteme sind so ausgestaltet, dass sie einen Zug vor einem möglichen Gefahrenpunkt sicher zum Stehen bringen. Als Gefahrenpunkte zählen vorausfahrende Züge, besetzt meldende Gleiskreise, Weichen, Kreuzungen und auch die Haltepunkte an den Stationen. Zur Festlegung des Ortes, an dem die Bremsung spätestens eingeleitet werden muss, ist es notwendig, die minimale Verzögerung oder den maximal möglichen Bremsweg zu kennen. Ist die minimale Verzögerung bekannt, so errechnet die meist im Zug angeordnete automatische Zugüberwachungseinrichtung den Bremsweg und leitet vor dem Gefahrenpunkt die Bremsung entsprechend ein. Die minimale Verzögerung wird dabei für das gesamte System festgelegt, d.h. für alle Fahrstrecken des Stellwerks, und fest in der Signaltechnik hinterlegt.systems and method for semi-automatic or automatic control and monitoring Rail-bound vehicles are known. It is moving trains on routes leading to a control center, e.g. a signal box, belong, and from this over corresponding track devices get the release of the route. Furthermore, of these Systems monitors the driving speed and when possible detection critical situations the vehicle stopped. In particular are train monitoring systems for the automatic train operation known to be operated without a driver can. The train monitoring systems are designed so that they have a train in front of a possible Safely bring the danger point to a halt. Hazard points include driving ahead Trains, busy reporting track circuits, switches, crossings and also the breakpoints at the stations. Defining the place where the braking no later than must be initiated, it is necessary to have the minimum delay or the maximum possible To know braking distance. If the minimum delay is known, calculated the most arranged in the train automatic train monitoring the Braking distance and directs the braking before the danger point accordingly one. The minimum delay will be there for the entire system is set, i. for all routes of the signal box, and firmly stored in the signaling technology.
Es sind darüber hinaus Systeme bekannt, die bezüglich der Verzögerung eine Parameterumschaltung zulassen, um auf veränderte Umweltbedingungen zu reagieren. Das Umschalten obliegt dabei menschlichem Ermessen.It are over it In addition, systems are known which relate to the delay Allow parameter switching to respond to changing environmental conditions react. Switching is the responsibility of human judgment.
Bei schienengebundenen Zügen, also bei Stahlrad-Stahlschiene-Systemen, können Mindestverzögerungen nur bedingt garantiert werden, da der Reibwert, insbesondere bei außerhalb von Tunneln betriebenen Anlagen, jahreszeitlichen, örtlichen und witterungsabhängigen Schwankungen unterworfen ist und das Bremsverhalten des Zuges von einer Vielzahl weiterer Randbedingungen beeinflusst wird.at railbound trains, so in steel wheel steel rail systems, can minimum delays be guaranteed only conditionally, since the coefficient of friction, especially at outside tunnels, seasonal, local and weather-dependent Is subject to fluctuations and the braking behavior of the train of a variety of other constraints is affected.
Die Auslegung der Bremswege auf Minimalreibwerte, die relativ schlechten Randbedingungen entsprechen, würde zu einer früh einzuleitenden Bremsung führen. Damit wären aber lange Zugfolgezeiten, eine geringe Geschwindigkeit und bei Personenzüge eine geringe Attraktivität für Reisende sowie höhere Kosten für den Betreiber verbunden. Sehr schlechte Schienenverhältnisse sind in der Regel aber nur zeitweilig anzutreffen. Über den größten Teil der Betriebszeit liegen Schienenverhältnisse vor, die relativ hohe Beschleunigungs- und Verzögerungswerte zulassen und damit hohe Reisegeschwindigkeiten ermöglichen.The Designing the braking distances to minimum friction, the relatively poor Would correspond to boundary conditions to an early age lead braking to be initiated. That would be but long train times, low speed and at Passenger trains a low attraction for travelers as well as higher costs for connected to the operator. Very bad track conditions are usually only temporary. On the most of the Operating time are rail conditions which allow relatively high acceleration and deceleration values and thus allow high travel speeds.
Bei bemannten Systemen werden meist mittelmäßige Schienenverhältnisse angenommen und erkannte oder erkennbare schlechte Schienenverhältnisse durch einen Eingriff des Fahrers kompensiert (hinreichend frühes Einleiten der Bremsung). Je nach Sicherheitsphilosophie des Betreibers oder vorherrschen rechtlichen Grundlagen ist hierbei die Akzeptanz solcher vom menschlichen Verhalten abhängiger Eingriffe eingeschränkt, z.B. kann die Übernahme der Steuerung durch den Fahrer erst nach einem Zwangshalt möglich sein. Bei fahrerlosen Systemen werden teilweise reibwertverbessernde Maßnahmen (Sandung) oder reibwertunabhängige Bremssysteme verwendet. Diese sind mit zusätzlichem Gewicht und zusätzlicher Wartung verbunden und bedürfen meist zusätzlicher Einrichtungen im Fahrzeug (Energieversorgung, Verrohrung). Magnetschienenbremsen als reibwertunabhängige Bremsen sind zudem relativ schwer zu steuern, da deren Bremswirkung geschwindigkeitsabhängig und der Ruck beim Bremseinsatz nur schwer regelbar ist.at manned systems are usually mediocre track conditions assumed and recognized or recognizable bad rail conditions compensated by an intervention of the driver (sufficiently early initiation braking). Depending on the security philosophy of the operator or prevail legal bases here is the acceptance of such more dependent on human behavior Restricted interventions, e.g. can take over the control by the driver only after a compulsory stop be possible. In driverless systems, some friction improvement measures (sanding) or friction value independent Brake systems used. These are extra weight and additional Maintenance connected and require usually additional Equipment in the vehicle (power supply, piping). Magnetic track brakes as friction-independent Brakes are also relatively difficult to control because of their braking effect depending on speed and the jerk is difficult to control when braking.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein System und ein Verfahren zur Steuerung von schienengebundenen Fahrzeugen anzugeben, bei dem zum Einleiten einer Bremsung vor einem Haltepunkt jeweils die aktuellen Fahrschienenverhältnisse berücksichtigt werden können.The The object of the invention is a system and a method for controlling rail-bound vehicles to be used for discharging a braking before a breakpoint in each case the current rail conditions considered can be.
Die Lösung sieht bezogen auf das System und das Verfahren vor, dass die vom Eingriff von Gleit- bzw. Schleuderschutzsysteme beim Bremsen und/oder Anfahren jeweils hervorgerufene Abweichung zwischen der Soll-Verzögerung bzw. -Beschleunigung und der Ist-Verzögerung bzw. -Beschleunigung ausgewertet und diese oder die sich einstellende Ist-Verzögerung bzw. -Beschleunigung an die Steuerzentrale übermittelt wird und dass die Steuerzentrale über die Verknüpfung und Vernetzung der übermittelten Informationen über die Ist-Verzögerung bzw. -Beschleunigung verschiedener, in einem vorbestimmten voraus laufenden Zeitfenster den Streckenbereich durchfahrender Fahrzeuge zumindest für das in diesen Streckenbereich zeitlich nachfolgend einfahrende Fahrzeug eine Soll-Bremsverzögerung generiert und an dieses Fahrzeug überträgt. Die Lösung nutzt die Tatsache, dass die Fahrzeuge während der ständig wiederkehrenden Anfahr- und Bremsvorgänge aufgrund des wirksamen Gleit- und Schleuderschutzes im Fahrzeug jeweils den Schienenzustand in dem Streckenbereich, in dem sich das Fahrzeug gerade befindet, „erkennt", indem die Brems- bzw. Zugkraft jeweils so weit reduziert wird, wie es der Schienenzustand gerade zulässt.With regard to the system and the method, the solution provides that the deviation between the desired deceleration or acceleration and the actual deceleration or acceleration respectively caused by the engagement of sliding or anti-skid systems during braking and / or starting is evaluated and this or the self-adjusting actual deceleration or acceleration is transmitted to the control center and that the control center via the linking and networking of the transmitted information on the actual deceleration or acceleration of various, in a predetermined time ahead running time window traversing the track area Vehicles at least for the time in this distance range retracting vehicle generates a desired braking deceleration and transmits to this vehicle. The solution uses the fact that the vehicles during the constantly recurring start-up and Braking due to the effective anti-skid and anti-skid in the vehicle each "track" the track condition in the track area in which the vehicle is located by the braking or pulling force is reduced as far as the track state allows.
Die sich einstellende Ist-Verzögerung bzw. -Beschleunigung oder aber die Abweichung zwischen Soll- und Ist-Verzögerung bzw. -Beschleunigung oder die Abweichung zwischen Soll- und Ist-Bremskraft bzw. zugkraft oder die Abweichung zwischen Soll- und Ist-Drehmoment bzw. Bremsdrücken, ggf. auch die Signale der Gleitschutzventile, wird von der Steuerzentrale zweckmäßigerweise als Maß für den Schienenzustand verwendet.The self-adjusting actual delay or acceleration or the deviation between the setpoint and Actual deceleration or acceleration or the deviation between the desired and actual braking force or traction or the deviation between nominal and actual torque or brake pressures, possibly also the signals of the anti-slip valves, is from the control center expediently as a measure of the track condition used.
Aus der zweckmäßigen Vernetzung der Informationen mehrer im Streckenabschnitt befindlicher Fahrzeuge generiert die Steuerzentrale jeweils für einen zugehörigen Streckenbereich entsprechend des aktuellen Schienenzustands einen neuen Verzögerungswert. Entsprechend dieses neu generierten Verzögerungswertes werden von den Signaleinrichtungen die Bremswege und die neuen Bremseinsatzpunkte für das Fahrzeug berechnet.Out the appropriate networking the information of several vehicles in the section of the route generates the control center for an associated route area according to the current rail condition, a new deceleration value. According to this newly generated delay value, of the Signal devices the braking distances and the new brake application points for the Vehicle calculated.
Zur Vereinfachung erfolgt die Übermittlung der sich einstellenden Ist-Verzögerung bzw. -Beschleunigung an die Fahrzeuggeräte über die jeweils vorhandenen Streckengeräte.to Simplification is the transmission of the self-adjusting actual delay or acceleration to the vehicle devices over the existing each Track equipment.
Wenn die Ist-Verzögerung bzw. -Beschleunigung in sich unmittelbar aneinander anschließende Klassen aufgeteilt ist und nur die Klasse der sich einstellenden Ist-Verzögerung bzw. -Beschleunigung an die Steuerzentrale übermittelt wird, lässt sich der Ermittlungsaufwand weiter verringern. Entsprechend werden auch die angepassten Verzögerungssollwerte nur in entsprechenden Klassen generiert und übertragen.If the actual delay or acceleration in directly adjoining classes is divided and only the class of self-adjusting actual delay or Acceleration is transmitted to the control center can be further reduce the investigation effort. Accordingly, too the adjusted delay setpoints generated and transmitted only in appropriate classes.
In vielen Fällen ist es ausreichend, wenn die Ist-Verzögerung bzw. -Beschleunigung in zwei oder mehrere diskrete sich unmittelbar aneinander anschließende Klassen aufgeteilt ist, welche definierte Schienenzustände (z.B. trocken, nass und schmierig) repräsentieren.In many cases it is sufficient if the actual deceleration or acceleration into two or more discrete classes immediately adjacent to each other which defined rail conditions (e.g., dry, wet and greasy).
Aus Sicherheitsaspekten heraus kann es sinnvoll sein, den voreingestellten Wert für die Soll-Bremsverzögerung anhand der kleinsten bekannten Ist-Verzögerung bzw. -Beschleunigung zu definieren und nur wenn oben beschriebenes Verfahren in der Steuerzentrale ausreichend hohe Beschleunigungs- und Verzögerungswerte meldet, die höheren Verzögerungswerte jeweils freizugeben.Out Safety aspects out, it may be useful to the default Value for the desired braking deceleration based on the smallest known actual deceleration or acceleration and only if the procedure described above in the control center sufficiently high acceleration and deceleration values, the higher deceleration values each release.
Weiterhin kann es sinnvoll sein, diese Freigabe stufenweise zu realisieren, d.h. erst wenn eine ausreichend hohe Anzahl von Positivmeldungen über ausreichend hohe Verzögerungen bzw. Beschleunigungen in der Steuerzentrale vorliegen wird die nächste Stufe der Sollverzögerung freigegeben bzw. wird mit steigender Anzahl von Positivmeldungen der nächste Zwischenwert freigegeben.Farther may it make sense to realize this release gradually, i.e. only if a sufficiently high number of positive reports is sufficient high delays or accelerations in the control center will be the next stage the target delay released or is with increasing number of positive messages the next Intermediate value released.
Alternativ kann statt eine verringerten Verzögerung zu erlauben und die Bremsung früher einzuleiten auch eine generelle Absenkung der Geschwindigkeit bei verringertem Reib wert vorgegeben oder der Mindestabstand zwischen den Zügen auf einen größeren Wert gesetzt werden.alternative instead of allowing a reduced delay and the Braking earlier initiate also a general lowering of the speed Reduced friction value specified or the minimum distance between the trains to a greater value be set.
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher beschrieben.
Die drei
Die
Streckengeräte
sind kommunikationstechnisch mit einer Steuerzentrale
Außerdem zeigen
die
In
Die
Steuerzentrale
Dasselbe
gilt für
den Beschleunigungsvorgang von Fahrzeug
Die
In
der
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